CN116098630A - 一种心电信号分析处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种心电信号分析处理系统，所述系统包括：转发模块、第一缓存模块、第二缓存模块和分析模块；所述系统与采集设备连接。转发模块将采集设备的上传数据包转至第一缓存模块；第一缓存模块将指定数量缓存记录组成的第一记录序列发至分析模块；分析模块进行多导联长信号拼接、心电信号分析和预警数据分析生成新的预警数据缓存记录向第二缓存模块发送；第二缓存模块对新记录进行存储并提取前次、当次记录向转发模块推送；转发模块基于前次记录对当次记录进行预警数据去重生成对应的下行数据包向采集设备发送。通过本发明系统可以解决床旁监护仪无法普及化部署的问题，也可以解决现有采集设备不具备复杂分析能力的问题。

Description

一种心电信号分析处理系统

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，特别涉及一种心电信号分析处理系统。

背景技术

大型医疗机构都配置了床旁监护仪，床旁监护仪是一种高端的多功能设备，可以同时处理心电信号的采集、分析及预警操作。但这种多功能的床旁监护仪一般都操作复杂、体积较大、价格不低，很难在病区进行普及化部署，更不可能作为家用监护设备向一些年龄较大、行动不便又需要长期进行心电监测的用户提供。

市面上另外还提供一些操作简单、价格低廉、体积小携带方便的心电采集组件或设备；其中，心电采集组件科与个人手机、电脑终端配合将采集到的短时段心电信号(例如1分钟)存储在手机上并由手机APP对短时段心电信号进行类似心率测算这样的简单分析；心电采集设备可对用于用户进行长时间(例24小时)的随身心电信号采集，并在采集完成后通过有线或无线网络传送到医疗机构后台由专业人员进行信息读取与分析。这些心电采集组件或设备虽然可以进行普及化部署，但其本身不具备或与之连接的本地设备都不具备复杂的心电信号分析能力，无法达到实时分析和预警的效果。

发明内容

本发明的目的，就是针对现有技术的缺陷，提供一种心电信号分析处理系统，该系统可与任何心电采集组件或设备连接，该系统包括：转发模块、第一缓存模块、第二缓存模块和分析模块。将上述心电采集组件或设备统称为采集设备，则转发模块负责接收采集设备发送的上传数据包并将之转发到第一缓存模块的缓存队列进行存储；第一缓存模块负责定期将近的指定数量的缓存记录组成第一记录序列向分析模块推送；分析模块为提高分析准确度基于第一记录序列进行长帧信号拼接，并基于多导联长帧信号进行心电信号特征分析和心拍形态特征分析，并基于分析得到的多导联特征集进行预警事件和预警等级识别生成对应的预警数据缓存记录，并将预警数据缓存记录发送到第二缓存模块的缓存队列进行存储；第二缓存模块每接收到一个新的预警数据缓存记录就对其进行队列存储，并同时从队列中抽取上次的预警数据缓存记录与本次的预警数据缓存记录一起向转发模块即时推送；转发模块在收到上次和本次两个预警数据缓存记录之后，将本次记录里与上次记录在重叠时段的重叠预警信息滤除，并将去重之后的预警数据缓存记录作为下行数据包向采集设备发送。通过本发明系统与市面上现有的心电采集组件或设备相结合，就可以解决床旁监护仪无法普及化部署的问题，也可以解决现有心电采集组件或设备不具备复杂心电信号分析能力的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种心电信号分析处理系统，所述系统包括：转发模块、第一缓存模块、第二缓存模块和分析模块；所述系统与采集设备连接；

所述转发模块分别与所述采集设备、所述第一缓存模块、所述第二缓存模块和所述分析模块连接；所述转发模块用于接收所述采集设备发送的第一上行数据包；并从所述第一上行数据包中提取出第一数据类型和第一数据体；并在所述第一数据类型为第一类型时将所述第一数据体向所述分析模块发送；并在所述第一数据类型为第二类型时将所述第一数据体向所述第一缓存模块发送；所述转发模块还用于接收所述第二缓存模块推送的当次预警数据缓存记录和前次预警数据缓存记录；并根据所述前次预警数据缓存记录对所述当次预警数据缓存记录进行预警数据去重处理生成对应的第一下行数据包；并将所述第一下行数据包向所述采集设备发送；

所述第一缓存模块与所述分析模块连接；所述第一缓存模块用于存储心电数据缓存队列；所述第一缓存模块还用于接收所述转发模块发送的所述第一数据体；并将所述第一数据体存入所述心电数据缓存队列作为最新的第一心电数据缓存记录；并从所述心电数据缓存队列中获取最近的指定数量的所述第一心电数据缓存记录组成对应的第一记录序列向所述分析模块推送；

所述第二缓存模块与所述分析模块连接；所述第二缓存模块用于存储预警数据缓存队列；所述第二缓存模块还用于接收所述分析模块发送的所述当次预警数据缓存记录；并将所述当次预警数据缓存记录存入所述预警数据缓存队列作为最新的所述第一预警数据缓存记录；并从所述预警数据缓存队列中提取出所述当次预警数据缓存记录的上一条记录作为对应的所述前次预警数据缓存记录；并将所述当次预警数据缓存记录和所述前次预警数据缓存记录向所述转发模块推送；

所述分析模块用于接收所述转发模块发送的所述第一数据体；并从所述第一数据体中提取出预警参数集合存于本地；所述分析模块还用于接收所述第一缓存模块推送的所述第一记录序列；并根据所述第一记录序列进行多导联长信号拼接处理生成对应的多导联长帧信号记录；并根据所述多导联长帧信号记录进行心电信号分析处理生成对应的多导联特征集；并根据所述多导联特征集和所述预警参数集合进行预警数据分析处理生成对应的所述当次预警数据缓存记录；并将所述当次预警数据缓存记录向所述第二缓存模块发送。

优选的，所述转发模块通过有线或无线方式与所述采集设备连接；

所述有线方式至少包括基于网线的第一有线方式、基于同轴数据线的第二有线方式、基于串口通信数据线的第三有线方式和基于并口通信数据线的第四有线方式；

无线方式包括基于3G/4G/5G/LTE移动通信网络的第一无线方式、基于蓝牙通信的第二无线方式、基于无线局域网的第三无线方式和基于近场通讯NFC协议的第四无线方式。

优选的，所述心电数据缓存队列包括多个所述第一心电数据缓存记录；所述第一心电数据缓存记录包括第一短帧编号和多个第一短帧数据组；所述第一短帧数据组包括第一导联标识和第一导联短帧信号；

所述预警数据缓存队列包括多个所述第一预警数据缓存记录；所述第一预警数据缓存记录包括第一长帧编号和第一预警数据序列；所述第一预警事件序列包括多个第一时段预警数据组；所述第一时段预警数据组包括第一时段起止时间、第一时段预警事件和第一时段事件等级。

优选的，所述转发模块具体用于在所述根据所述前次预警数据缓存记录对所述当次预警数据缓存记录进行预警数据去重处理时，分别将所述前次、当次预警数据缓存记录的所述第一预警数据序列记为对应的前次序列和当次序列；并将所述前次、当次序列中所述第一时段起止时间相同的两个所述第一时段预警数据组记为对应的第一匹配对；并对各个所述第一匹配对进行遍历；遍历时，若当前遍历的所述第一匹配对的两个所述第一时段预警事件相同且两个所述第一时段事件等级相同，则将当前遍历的所述第一匹配对中属于所述当次序列的所述第一时段预警数据组记为重复预警数据组；遍历结束时，将所述当次预警数据缓存记录中的所有所述重复预警数据组删除，并将完成删除的所述当次预警数据缓存记录作为对应的所述第一下行数据包。

优选的，所述分析模块具体用于在所述根据所述第一记录序列进行多导联长信号拼接处理时，对所述第一记录序列中所述第一导联标识相同的多个所述第一导联短帧信号按对应的所述第一短帧编号从小到大的顺序进行顺序信号拼接处理从而得到对应的第一导联长帧信号；并由各个所述第一导联标识和对应的所述第一导联长帧信号组成对应的第一长帧数据组；并将所述第一记录序列中数值最大的所述第一短帧编号作为对应的所述第一长帧编号；并由所述第一长帧编号和多个所述第一长帧数据组构成对应的所述多导联长帧信号记录。

优选的，所述分析模块具体用于在所述根据所述多导联长帧信号记录进行心电信号分析处理时，

对所述多导联长帧信号记录中各个所述第一导联长帧信号进行方波信号段和脱落信号段识别并基于当前所述第一导联长帧信号的信号时长对识别出的方波信号段和脱落信号段分别进行信号拼接处理生成对应的第一导联方波信号和第一导联脱落信号；

并对各个所述第一导联长帧信号进行QRS波群检测生成对应的第一导联QRS波群序列，并将所述第一导联QRS波群序列中各个QRS波群的峰值点作为对应的第一导联R点，并按时间先后顺序对得到的所有所述第一导联R点进行排序生成对应的第一导联R点序列；

并根据各个所述第一导联长帧信号对应的所述第一导联方波信号和所述第一导联脱落信号对对应的所述第一导联R点序列进行噪点过滤生成对应的第二导联R点序列；并对所有导联的所述第二导联R点序列进行R点融合处理生成对应的第一R点时间序列；其中，所述第一R点时间序列包括多个第一R点时间；

并在各个所述第一导联长帧信号中，以各个所述第一R点时间为中心，向前、向后各截取一段时长为预设的第一时长的心电信号片段组成对应的第一心拍信号片段，并向前、向后各截取一段时长为预设的第二时长的心电信号片段组成对应的第二心拍信号片段；并对各个所述第一心拍信号片段进行心拍质量评估处理生成对应的第一质量等级；并对各个所述第二心拍信号片段进行常规心拍形态分类处理生成对应的第一心拍类型；并根据各个所述第一质量等级对对应的所述第一心拍类型进行修正，当所述第一质量等级为弱干扰心拍等级或强干扰心拍等级时将对应的所述第一心拍类型改为干扰类型；并将修正之后的所有所述第一心拍类型按时间先后顺序排序生成对应的第一导联心拍类型序列；其中，所述第一时长小于所述第二时长；所述第一质量等级包括正常心拍等级、弱干扰心拍等级和强干扰心拍等级；所述第一心拍类型包括窦性心拍类型、房颤心拍类型、房性心拍类型、室性心拍类型和交界性心拍类型；所述第一心拍类型与所述第一R点时间对应；

并对各个所述第一导联长帧信号根据所述第一R点时间序列和所述第一导联心拍类型序列进行QRS波群、P波和T波特征识别处理生成对应的第一QRS波群特征序列、第一P波特征序列和第一T波特征序列；其中，所述第一QRS波群特征序列包括多个第一QRS波群特征；所述第一P波特征序列包括多个第一P波特征；第一T波特征序列包括多个第一T波特征；各个所述第一QRS波群特征、所述第一P波特征和所述第一T波特征均与所述第一R点时间对应；

并对各个所述第一导联长帧信号进行室扑、室颤特征识别处理生成对应的第一导联非常规特征序列；其中，所述第一导联非常规特征序列包括多个第一室扑特征和多个第一室颤特征；所述第一室扑特征包括第一室扑起始点和第一室扑结束点；所述第一室颤特征包括第一室颤起始点和第一室颤结束点；

并对各个所述第一导联心拍类型序列根据所述第一R点时间序列进行低电压类型设置处理；

并对各个所述第一导联心拍类型序列进行房颤心拍类型修正处理；

并对各个所述第一导联心拍类型序列根据所述第一R点时间序列进行房性、室性和交界性心拍细化处理；

并由各个所述第一导联长帧信号对应的所述第二导联R点序列、所述第一QRS波群特征序列、所述第一P波特征序列、所述第一T波特征序列、所述第一导联非常规特征序列和所述第一导联心拍类型序列组成对应的第一导联特征集；并由所有所述第一导联特征集组成对应的所述多导联特征集。

进一步的，所述分析模块具体用于在所述对所有导联的所述第二导联R点序列进行R点融合处理时，将所有导联的所述第二导联R点序列的所述第二导联R点合并在一起组成对应的R点集合；并将所述R点集合中时间间隔小于预设的最小时间阈值的多个R点聚类到同一个R点分组中；并对各个所述R点分组的R点时间进行均值计算并将计算结果作为对应的所述第一R点时间；并由得到的所有所述第一R点时间按时间先后顺序排序生成对应的所述第一R点时间序列。

进一步的，所述分析模块具体用于在所述对各个所述第一导联长帧信号根据所述第一R点时间序列和所述第一导联心拍类型序列进行QRS波群、P波和T波特征识别处理时，

在各个所述第一导联长帧信号中，将不为干扰类型的所述第一心拍类型对应的所述第一R点时间对应的信号点记为一类点，并将具体为干扰类型的所述第一心拍类型对应的所述第一R点时间对应的信号点记为二类点；

并对各个所述一类点所在QRS波群的起始、结束位置进行识别生成对应的第一QRS波群起始点和第一QRS波群结束点，并对所述第一结束点与所述第一起始点的时间差进行计算生成对应的所述第一QRS波群时长，并由所述第一QRS波群起始点、所述第一QRS波群结束点和所述第一QRS波群时长组成对应的所述第一QRS波群特征；并设置各个所述二类点对应的所述第一QRS波群特征为预设的无效特征；并由得到的所有所述第一QRS波群特征按时间先后顺序排序生成对应的所述第一QRS波群特征序列；

并对各个所述一类点所在QRS波群的前一个P波的峰值点、起始点和结束点进行识别生成对应的第一P波峰值点、第一P波起始点和第一P波结束点组成对应的所述第一P波特征；并设置各个所述二类点对应的所述第一P波特征为预设的无效特征；并由得到的所有所述第一P波特征按时间先后顺序排序生成对应的所述第一P波特征序列；

并对各个所述一类点所在QRS波群的后一个T的波峰值点、起始点和结束点进行识别生成对应的第一T波峰值点、第一T波起始点和第一T波结束点组成对应的所述第一T波特征；并设置各个所述二类点对应的所述第一T波特征为预设的无效特征；并由得到的所有所述第一T波特征按时间先后顺序排序生成对应的所述第一T波特征序列。

进一步的，所述分析模块具体用于在所述对各个所述第一导联心拍类型序列根据所述第一R点时间序列进行低电压类型设置处理时，将当前所述第一导联心拍类型序列对应的所述第一导联长帧信号记为当前导联长帧信号；并将所述当前导联长帧信号中与各个所述第一R点时间对应的信号点记为对应的第一信号点；并将信号点幅值低于预设的低电压幅值的所述第一信号点记为对应的第二信号点；并将与各个所述第二信号点对应的所述第一R点时间记为对应的第二R点时间；并将当前所述第一导联心拍类型序列中，与各个所述第二R点时间对应的所述第一心拍类型设为对应的低电压类型。

进一步的，所述分析模块具体用于在所述对各个所述第一导联心拍类型序列进行房颤心拍类型修正处理时，对当前所述第一导联心拍类型序列中任意三个连续的所述第一心拍类型进行遍历；遍历时，将当前遍历的三个所述第一心拍类型按前、中、后顺序分别记为对应的前心拍类型、中心拍类型和后心拍类型；并对所述中心拍类型是否为房颤心拍类型进行确认；若确认为房颤心拍类型，则对所述前心拍类型和所述后心拍类型是否都不为房颤心拍类型进行确认；若确认都不为房颤心拍类型则将所述中心拍类型改为窦性心拍类型。

进一步的，所述分析模块具体用于在所述对各个所述第一导联心拍类型序列根据所述第一R点时间序列进行房性、室性和交界性心拍细化处理时，对当前所述第一导联心拍类型序列中任两个连续的所述第一心拍类型进行遍历；遍历时，将当前遍历的两个所述第一心拍类型按前、后顺序分别记为对应的前心拍类型和后心拍类型；并在所述前、后心拍类型都为房性心拍类型时，对所述前、后心拍类型对应的两个所述第一R点时间进行绝对差值计算生成对应的第一RR间期，并根据所述第一RR间期进行心率估算生成对应的第一心率，并在所述第一心率低于预设的房性逸博心率阈值时将所述前、后心拍类型改为对应的房性逸博心拍类型，并在所述第一心率高于预设的房速心率阈值时将所述前、后心拍类型改为对应的房速心拍类型；并在所述前、后心拍类型都为室性心拍类型时，对所述前、后心拍类型对应的两个所述第一R点时间进行绝对差值计算生成对应的第二RR间期，并根据所述第二RR间期进行心率估算生成对应的第二心率，并在所述第二心率低于预设的室性逸博心率阈值时将所述前、后心拍类型改为对应的室性逸博心拍类型，并在所述第二心率高于预设的室速心率阈值时将所述前、后心拍类型改为对应的室速心拍类型；并在所述前、后心拍类型都为交界性心拍类型时，对所述前、后心拍类型对应的两个所述第一R点时间进行绝对差值计算生成对应的第三RR间期，并根据所述第三RR间期进行心率估算生成对应的第三心率，并在所述第三心率低于预设的交界性逸博心率阈值时将所述前、后心拍类型改为对应的交界性逸博心拍类型，并在所述第三心率高于预设的交界性速心率阈值时将所述前、后心拍类型改为对应的交界性速心拍类型。

优选的，所述分析模块具体用于在所述根据所述多导联特征集和所述预警参数集合进行预警数据分析处理时，

根据所述多导联特征集和所述预警参数集合进行预警事件和预警事件等级识别处理生成对应的第一识别报告；其中，所述第一识别报告包括多个第一识别记录；所述第一识别记录包括第一事件名称、第一事件等级和第一事件起始时间；

并按所述指定数量对所述第一记录序列的时间区间进行等分得到所述指定数量的第一时段；并为每个所述第一时段分配一个对应的所述第一时段预警数据组；并根据各个所述第一时段的起始、结束时间对所述第一时段预警数据组的所述第一时段起止时间进行设置，并将各个所述第一时段预警数据组的所述第一时段预警事件和所述第一时段事件等级都初始化为空；

并对各个所述第一时段进行遍历；遍历时，将当前遍历的所述第一时段记为当前时段；并从所述第一事件起始时间满足所述当前时段的所有所述第一识别记录中，选出所述第一事件等级最高的所述第一识别记录作为当前识别记录；并根据所述当前识别记录的所述第一事件名称和第一事件等级，对所述当前时段对应的所述第一时段预警数据组的所述第一时段预警事件和所述第一时段事件等级进行设置；

并在遍历结束时，由得到的所述指定数量的所述第一时段预警数据组按对应时段的先后顺序排序生成对应的所述第一预警数据序列；并由所述第一长帧编号和所述第一预警数据序列组成对应的所述当次预警数据缓存记录。

本发明实施例提供了一种心电信号分析处理系统，该系统可与任何心电采集组件或设备连接，该系统包括：转发模块、第一缓存模块、第二缓存模块和分析模块。将上述心电采集组件或设备统称为采集设备，则转发模块负责接收采集设备发送的上传数据包并将之转发到第一缓存模块的缓存队列进行存储；第一缓存模块负责定期将近的指定数量的缓存记录组成第一记录序列向分析模块推送；分析模块为提高分析准确度基于第一记录序列进行长帧信号拼接，并基于多导联长帧信号进行心电信号特征分析和心拍形态特征分析，并基于分析得到的多导联特征集进行预警事件和预警等级识别生成对应的预警数据缓存记录，并将预警数据缓存记录发送到第二缓存模块的缓存队列进行存储；第二缓存模块每接收到一个新的预警数据缓存记录就对其进行队列存储，并同时从队列中抽取上次的预警数据缓存记录与本次的预警数据缓存记录一起向转发模块即时推送；转发模块在收到上次和本次两个预警数据缓存记录之后，将本次记录里与上次记录在重叠时段的重叠预警信息滤除，并将去重之后的预警数据缓存记录作为下行数据包向采集设备发送。通过本发明系统与市面上现有的心电采集组件或设备相结合，就解决了床旁监护仪无法普及化部署的问题，也解决了现有心电采集组件或设备不具备复杂心电信号分析能力的问题。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种心电信号分析处理系统的系统结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的一种心电信号分析处理系统的系统结构示意图，如图1所示，本心电信号分析处理系统1包括：转发模块11、第一缓存模块12、第二缓存模块13和分析模块14；心电信号分析处理系统1与采集设备2连接。

这里，采集设备2可为与各种心电采集组件连接的终端，例如连接心电采集贴片的手机、移动终端、PAD或电脑等；还可为具备存储能力的心电采集设备，例如动态心电图采集设备Holter等；还可为具备心电采集能力的专用设备或仪器，例如心电图机、床旁监护仪等。

(一)、转发模块11

转发模块11分别与采集设备2、第一缓存模块12、第二缓存模块13和分析模块14连接。

其中，转发模块11通过有线或无线方式与采集设备2连接；有线方式至少包括基于网线的第一有线方式、基于同轴数据线的第二有线方式、基于串口通信数据线的第三有线方式和基于并口通信数据线的第四有线方式；无线方式包括基于3G/4G/5G/LTE移动通信网络的第一无线方式、基于蓝牙通信的第二无线方式、基于无线局域网的第三无线方式和基于近场通讯NFC协议的第四无线方式。

这里，本发明实施例为提高系统应对高并发的处理能力、降低分析模块的通信阻塞压力、均衡整个系统的负载能力，采用类似消息队列机制的异步通信机制来处理转发模块11与分析模块14之间的数据传输，系统中的第一缓存模块12就是从转发模块11到分析模块14的输入缓存管理端，系统中的第二缓存模块13就是从分析模块14到转发模块11的输出缓存管理端。

转发模块11用于接收采集设备2发送的第一上行数据包；并从第一上行数据包中提取出第一数据类型和第一数据体；并在第一数据类型为第一类型时将第一数据体向分析模块14发送；并在第一数据类型为第二类型时将第一数据体向第一缓存模块12发送；

其中，第一数据类型包括第一类型和第二类型。

这里，在分析模块14侧对各个采集设备2都有一组默认的用于进行预警分析处理的预警参数集合，用户也可通过采集设备2对这组预警参数集合进行修改，当用户对其进行修改时由采集设备2收集用户最新设置的预警参数集合作为第一数据体，并设置第一数据类型为第一类型，并将由第一数据类型+第一数据体的第一上行数据包向转发模块11发送，转发模块11接收到第一数据类型为第一类型的第一上行数据包之后会将其转发到分析模块14完成参数集合更新；

另外，当采集设备2进入到信号采集处理过程中时，会对用户进行实时心电采集和上传；在每次上传采集信号时，采集设备2会为本次上传分配一个顺序加1的编号也就是第一短帧编号；并会根据各导联标识和各导联同步采集的最新指定片段长度(默认为6秒)的信号生成多个第一短帧数据组，每个第一短帧数据组的第一导联标识即为对应导联的导联标识信息、第一导联短帧信号即为对应导联的同步采集信号，第一导联短帧信号的时长都为指定片段长度；并由第一短帧编号+多个第一短帧数据组构成第一数据体；再将由第一数据体和具体设为第二类型的第一数据类型构成的第一上行数据包向转发模块11发送；转发模块11接收到第一数据类型为第二类型的第一上行数据包之后会将其中的第一数据体(第一短帧编号+多个第一短帧数据组)转发到第一缓存模块12进行缓存。

转发模块11还用于接收第二缓存模块13推送的当次预警数据缓存记录和前次预警数据缓存记录；并根据前次预警数据缓存记录对当次预警数据缓存记录进行预警数据去重处理生成对应的第一下行数据包；并将第一下行数据包向采集设备2发送；

其中，前次、当次预警数据缓存记录都包括一个第一长帧编号和一个第一预警数据序列；第一预警事件序列包括多个第一时段预警数据组；第一时段预警数据组包括第一时段起止时间、第一时段预警事件和第一时段事件等级。

在本发明实施例的一个具体实现方式中，转发模块11具体用于在根据前次预警数据缓存记录对当次预警数据缓存记录进行预警数据去重处理时，分别将前次、当次预警数据缓存记录的第一预警数据序列记为对应的前次序列和当次序列；并将前次、当次序列中第一时段起止时间相同的两个第一时段预警数据组记为对应的第一匹配对；并对各个第一匹配对进行遍历；遍历时，若当前遍历的第一匹配对的两个第一时段预警事件相同且两个第一时段事件等级相同，则将当前遍历的第一匹配对中属于当次序列的第一时段预警数据组记为重复预警数据组；遍历结束时，将当次预警数据缓存记录中的所有重复预警数据组删除，并将完成删除的当次预警数据缓存记录作为对应的第一下行数据包。

这里，第二缓存模块13在接收到分析模块14输出的当次预警数据缓存记录之后，会从本地的缓存队列中提取出前次预警数据缓存记录与当次预警数据缓存记录一起向第二缓存模块13推送；转发模块11会根据前次预警数据缓存记录对当次预警数据缓存记录中相同时段的预警数据进行删除，再将删除后的记录内容作为第一下行数据包向采集设备2发送。

(二)、第一缓存模块12

第一缓存模块12与分析模块14连接。

第一缓存模块12用于存储心电数据缓存队列；

其中，心电数据缓存队列包括多个第一心电数据缓存记录；第一心电数据缓存记录包括第一短帧编号和多个第一短帧数据组；第一短帧数据组包括第一导联标识和第一导联短帧信号。

第一缓存模块12还用于接收转发模块11发送的第一数据体；并将第一数据体存入心电数据缓存队列作为最新的第一心电数据缓存记录；并从心电数据缓存队列中获取最近的指定数量的第一心电数据缓存记录组成对应的第一记录序列向分析模块14推送；

其中，指定数量默认为12。

这里，第一缓存模块12按队列先进先出的方式对心电数据缓存队列进行存储管理，即在心电数据缓存队列的存储空间尚未用完之前对新添加的第一心电数据缓存记录采用顺序存储的方式进行记录添加，一旦存储空间用完，则将新添加的第一心电数据缓存记录对最早添加的第一心电数据缓存记录进行记录覆盖；

本发明实施例的心电数据缓存队列为存储心电数据的消息队列(Message Queue，MQ)，在转发模块11、分析模块14与第一缓存模块12之间，转发模块11为该消息队列的数据生产者(Producer)，第一缓存模块12为该消息队列的队列管理者或称为中间代理(broker)，分析模块14为该消息队列的数据消费者(Consumer)；转发模块11基于预先与第一缓存模块12约定的消息发布格式将第一数据体(第一短帧编号+多个第一短帧数据组)发送到第一缓存模块12上，并由第一缓存模块12将第一数据体(第一短帧编号+多个第一短帧数据组)作为新添加的第一心电数据缓存记录添加到心电数据缓存队列中从而实现消息队列的消息发布操作；

本发明实施例不会基于每次采集设备上传的指定片段长度(默认为6秒)短帧心电进行分析，因为这样的短帧信号上特征不够丰富，容易出现分析偏差；为兼顾分析的实时性与分析的准确度，本发明实施例规定每次分析都基于最近的时长为指定数量*指定片段长度(默认为12*6＝72秒)的长帧信号进行分析；而要确保分析模块14总能及时的获得最新的多导联长帧信号，就需要由第一缓存模块12通过消息队列的推送(push)的机制向分析模块14进行即时消息推送；本发明实施例以心电数据缓存队列的记录新增操作为消息推送的激活点，一旦第一缓存模块12将新的第一数据体存入心电数据缓存队列就激活消息推送流程，该消息推送流程就是从心电数据缓存队列中提取出最近的指定数量(默认为12)的第一心电数据缓存记录组成对应的第一记录序列向分析模块14推送；需要说明的是，在初始阶段心电数据缓存队列中的第一心电数据缓存记录的数量还小于指定数量(默认为12)时，第一缓存模块12在处理该长帧信号消息推送流程时，会将心电数据缓存队列中所有第一心电数据缓存记录提取出来组成对应的第一记录序列向分析模块14推送。

(三)、第二缓存模块13

第二缓存模块13与分析模块14连接。

第二缓存模块13用于存储预警数据缓存队列；

其中，预警数据缓存队列包括多个第一预警数据缓存记录；第一预警数据缓存记录包括第一长帧编号和第一预警数据序列；第一预警事件序列包括多个第一时段预警数据组；第一时段预警数据组包括第一时段起止时间、第一时段预警事件和第一时段事件等级。

此处，每个第一预警数据缓存记录对应一个第一缓存模块12向分析模块14推送的第一记录序列，因为第一记录序列包括指定数量(默认为12)的第一心电数据缓存记录且每个第一心电数据缓存记录对应一个第一短帧编号，也即是说每个第一长帧编号对应指定数量(默认为12)的第一短帧编号；由前文可知第一短帧编号采用顺序加1的方式进行编码，由下文可知第一长帧编号则是对应的一组指定数量(默认为12)的第一短帧编号中最大值；同理，第一预警数据序列的第一时段预警数据组的数量也与指定数量(默认为12)一致，且每个第一时段预警数据组的时段对应第一记录序列中一个第一心电数据缓存记录的时段；第一时段预警数据组的第一时段预警事件和第一时段事件等级可以为空，若第一时段预警事件和第一时段事件等级为空说明当前时段内没有预警事件。

第二缓存模块13还用于接收分析模块14发送的当次预警数据缓存记录；并将当次预警数据缓存记录存入预警数据缓存队列作为最新的第一预警数据缓存记录；并从预警数据缓存队列中提取出当次预警数据缓存记录的上一条记录作为对应的前次预警数据缓存记录；并将当次预警数据缓存记录和前次预警数据缓存记录向转发模块11推送。

这里，第二缓存模块13按队列先进先出的方式对预警数据缓存队列进行存储管理，即在预警数据缓存队列的存储空间尚未用完之前对新添加的第一预警数据缓存记录采用顺序存储的方式进行记录添加，一旦存储空间用完，则将新添加的第一预警数据缓存记录对最早添加的第一预警数据缓存记录进行记录覆盖；

本发明实施例的预警数据缓存队列为存储预警数据的消息队列，在转发模块11、分析模块14与第二缓存模块13之间，分析模块14为该消息队列的数据生产者，第二缓存模块13为该消息队列的队列管理者，转发模块11为该消息队列的数据消费者；分析模块14基于预先与第二缓存模块13约定的消息发布格式将当次预警数据缓存记录(第一长帧编号+第一预警数据序列)发送到第二缓存模块13上，并由第二缓存模块13将当次预警数据缓存记录(第一长帧编号+第一预警数据序列)作为新添加的第一预警数据缓存记录添加到预警数据缓存队列中从而实现消息队列的消息发布操作；

本发明实施例为确保转发模块11总能及时的获得最新的预警数据缓存记录，就需要由第二缓存模块13通过消息队列的推送的机制向转发模块11进行即时消息推送；本发明实施例以预警数据缓存队列的记录新增操作为消息推送的激活点，一旦第二缓存模块13将当次预警数据缓存记录存入预警数据缓存队列就激活消息推送流程，该消息推送流程就是从预警数据缓存队列中提取出前次预警数据缓存记录与当次预警数据缓存记录一起向转发模块11推送；需要说明的是，之所以要提取前次预警数据缓存记录只因为相邻的预警数据缓存记录中存在多个重复时段的第一预警数据组，这些重复时段的第一预警数据组极有可能是相同的，为避免向采集设备2发送重复的预警数据，所以需要转发模块11在每次下推下行数据包之前基于前次预警数据缓存记录对当次预警数据缓存记录中的重复预警数据进行去重处理。

(四)分析模块14

分析模块14用于接收转发模块11发送的第一数据体；并从第一数据体中提取出预警参数集合存于本地；分析模块14还用于接收第一缓存模块12推送的第一记录序列；并根据第一记录序列进行多导联长信号拼接处理生成对应的多导联长帧信号记录；并根据多导联长帧信号记录进行心电信号分析处理生成对应的多导联特征集；并根据多导联特征集和预警参数集合进行预警数据分析处理生成对应的当次预警数据缓存记录；并将当次预警数据缓存记录向第二缓存模块13发送。

在本发明实施例的又一个具体实现方式中，分析模块14具体用于在根据第一记录序列进行多导联长信号拼接处理时，对第一记录序列中第一导联标识相同的多个第一导联短帧信号按对应的第一短帧编号从小到大的顺序进行顺序信号拼接处理从而得到对应的第一导联长帧信号；并由各个第一导联标识和对应的第一导联长帧信号组成对应的第一长帧数据组；并将第一记录序列中数值最大的第一短帧编号作为对应的第一长帧编号；并由第一长帧编号和多个第一长帧数据组构成对应的多导联长帧信号记录。

例如，采集设备采集的是18导联数据，指定数量为12，指定片段时长为6秒，第一记录序列由第一心电数据缓存记录1-12组成；其中，第一心电数据缓存记录1：第一短帧编号＝101，18个第一短帧数据组分别为第1-18导联的第一导联标识(1-18)和6秒长的第一导联短帧信号s_1,1-s_1,18；第一心电数据缓存记录2：第一短帧编号＝102，18个第一短帧数据组分别为第1-18导联的第一导联标识(1-18)和6秒长的第一导联短帧信号s_2,1-s_2,18；以此类推，第一心电数据缓存记录12：第一短帧编号＝112，18个第一短帧数据组分别为第1-18导联的第一导联标识(1-18)和6秒长的第一导联短帧信号s_12,1-s_12,18；

那么，对第一记录序列中第一导联标识相同的多个第一导联短帧信号按对应的第一短帧编号从小到大的顺序进行顺序信号拼接处理就能得到18个第一导联长帧信号：第一导联长帧信号1为(第一导联短帧信号s_1,1…第一导联短帧信号s_12,1)，第一导联长帧信号2为(第一导联短帧信号s_1,2…第一导联短帧信号s_12,2)，以此类推，第一导联长帧信号18为(第一导联短帧信号s_1,18…第一导联短帧信号s_12,18)；继而就能得到18个第一长帧数据组：第一长帧数据组1为(第一导联标识1,第一导联长帧信号1),第一长帧数据组2为(第一导联标识2,第一导联长帧信号2),以此类推，第一长帧数据组18为(第一导联标识18,第一导联长帧信号18)；又第一长帧编号为max(101，102…112)＝112；最后得到的多导联长帧信号记录为：第一长帧编号＝112和第一长帧数据组1-18。

在本发明实施例的又一个具体实现方式中，分析模块14具体用于在根据多导联长帧信号记录进行心电信号分析处理时，

步骤A1，对多导联长帧信号记录中各个第一导联长帧信号进行方波信号段和脱落信号段识别并基于当前第一导联长帧信号的信号时长对识别出的方波信号段和脱落信号段分别进行信号拼接处理生成对应的第一导联方波信号和第一导联脱落信号；

这里，因为规律的心电信号都是正弦波信号，所以在心电信号中的方波信号应被视为干扰信号进行识别对应的信号段称之为方波信号段，在采集设备2进行信号采集时可能会出现电极脱落的情况，这种情况下产生的生成的采集信号段称之为脱落信号段；分析模块14在进行分析之前首先需要对方波信号段和脱落信号段进行识别，得到的第一导联方波信号和第一导联脱落信号时长与第一导联长帧信号的时长相同，若第一导联长帧信号的时长为72秒则第一导联方波信号和第一导联脱落信号也是72秒长，只是这两个信号上没有真实方波信号段和脱落信号段的信号点的幅值都设为预设的基线幅值；

步骤A2，并对各个第一导联长帧信号进行QRS波群检测生成对应的第一导联QRS波群序列，并将第一导联QRS波群序列中各个QRS波群的峰值点作为对应的第一导联R点，并按时间先后顺序对得到的所有第一导联R点进行排序生成对应的第一导联R点序列；

这里，每个第一导联长帧信号上包括了多次心拍的心电信号，常规情况下每次心拍的心电信号都应由P波、QRS波群和T波构成，QRS波群的峰值点为R点；未能够识别出QRS波群特征、P波特征和T波特征，首选需要对各导联的R点的位置进行确认也就是第一导联R点序列；

步骤A3，并根据各个第一导联长帧信号对应的第一导联方波信号和第一导联脱落信号对对应的第一导联R点序列进行噪点过滤生成对应的第二导联R点序列；并对所有导联的第二导联R点序列进行R点融合处理生成对应的第一R点时间序列；其中，第一R点时间序列包括多个第一R点时间；

在本发明实施例的又一个具体实现方式中，分析模块14具体用于在对所有导联的第二导联R点序列进行R点融合处理时，将所有导联的第二导联R点序列的第二导联R点合并在一起组成对应的R点集合；并将R点集合中时间间隔小于预设的最小时间阈值的多个R点聚类到同一个R点分组中；并对各个R点分组的R点时间进行均值计算并将计算结果作为对应的第一R点时间；并由得到的所有第一R点时间按时间先后顺序排序生成对应的第一R点时间序列；

这里，得到各导联的第一导联R点序列之后，需要以第一导联方波信号和第一导联脱落信号为掩码信号对各个第一导联R点序列进行噪声消除，具体就是若第一导联R点序列中某个第一导联R点为第一导联方波信号或第一导联脱落信号上的非基线信号点，则将该第一导联R点作为噪点删除；完成噪点消除之后，就对所有导联的第二导联R点序列进行R点融合，原理上各导联信号中对应同一个真实R点的信号点的时间应该时相同的，但现实情况中各导联信号中对应同一个真实R点的信号点的时间总是存在较小的偏差，本发明实施例就是对各导联信号中对应同一个真实R点的信号点的时间取平均值来达到减小误差的目的；使用的最小时间阈值是一个预先设定的经验值；

步骤A4，并在各个第一导联长帧信号中，以各个第一R点时间为中心，向前、向后各截取一段时长为预设的第一时长的心电信号片段组成对应的第一心拍信号片段，并向前、向后各截取一段时长为预设的第二时长的心电信号片段组成对应的第二心拍信号片段；并对各个第一心拍信号片段进行心拍质量评估处理生成对应的第一质量等级；并对各个第二心拍信号片段进行常规心拍形态分类处理生成对应的第一心拍类型；并根据各个第一质量等级对对应的第一心拍类型进行修正，当第一质量等级为弱干扰心拍等级或强干扰心拍等级时将对应的第一心拍类型改为干扰类型；并将修正之后的所有第一心拍类型按时间先后顺序排序生成对应的第一导联心拍类型序列；

其中，第一时长小于第二时长；第一质量等级包括正常心拍等级、弱干扰心拍等级和强干扰心拍等级；第一心拍类型包括窦性心拍类型、房颤心拍类型、房性心拍类型、室性心拍类型和交界性心拍类型；第一心拍类型与第一R点时间对应；

这里，第一时长默认为1秒，第二时长默认为2秒；分析模块14取各个R点前后1秒的心电信号拼接成总长2秒的第一心拍信号片段，并基于该第一心拍信号片段进行心拍质量评估得到三种质量等级中的一种(正常心拍等级、弱干扰心拍等级和强干扰心拍等级)；取各个R点前后2秒的心电信号拼接成总长4秒的第二心拍信号片段，并基于该第二心拍信号片段进行心拍形态评估得到五种常规心拍形态中的一种(窦性心拍类型、房颤心拍类型、房性心拍类型、室性心拍类型和交界性心拍类型)；并基于第一质量等级对第一心拍类型进行修正，即若某R点对应的第一质量等级为弱干扰心拍等级或强干扰心拍等级，则该点对应的第一心拍类型被修正为干扰类型；经过步骤A4，可对各个第一导联长帧信号上各个第一R点时间所在的单个心拍信号进行初步的心拍形态类型定位，此时各心拍信号的第一心拍类型增加到6类：窦性心拍类型、房颤心拍类型、房性心拍类型、室性心拍类型、交界性心拍类型和干扰类型；

需要说明的是，在进行心拍质量评估时可采用多种评估方法予以实现，其中一种是基于小波分解算出第一心拍信号片段的高频干扰能量比和基线干扰能量比并对二者进行加权总和计算并基于预先设定的三种等级干扰能量比阈值范围对加权总和进行质量等级评估，其中另一种是采用基于支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的分类模型来进行三种等级的分类识别并输出三种等级的分类概率并选择最大概率对应的等级作为识别结果，其他实现方式在此不做一一赘述；在进行心拍形态评估时也可采用多种评估方法予以实现，其中一种是预先为各导联下窦性、房颤、房性、室性交界性心拍设定对应的形态特征参数阈值并基于形态特征参数阈值对各导联的第二心拍信号片段进行分类，另一种是采用基于卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)的分类模型来进行分类，其他实现方式在此不做一一赘述；因为不同实施方式存在着成本差异，所以本发明实施例系统不对心拍质量评估和心拍形态评估的具体实施方式进行限制，只预先为分析模块14进行心拍质量评估和进行心拍形态评估设定好标准化调用接口，具体实施时根据客户配选的最优评估方式进行心拍质量评估模块和心拍形态评估模块开发，并对开发模块按预先设定的标准化调用接口进行标准化接口封装，并将封装好的心拍质量评估模块和心拍形态评估模块加载到本发明实施例系统内实现分析模块14可调用即可；

步骤A5，并对各个第一导联长帧信号根据第一R点时间序列和第一导联心拍类型序列进行QRS波群、P波和T波特征识别处理生成对应的第一QRS波群特征序列、第一P波特征序列和第一T波特征序列；

其中，第一QRS波群特征序列包括多个第一QRS波群特征；第一P波特征序列包括多个第一P波特征；第一T波特征序列包括多个第一T波特征；各个第一QRS波群特征、第一P波特征和第一T波特征均与第一R点时间对应；

在本发明实施例的又一个具体实现方式中，分析模块14具体用于在对各个第一导联长帧信号根据第一R点时间序列和第一导联心拍类型序列进行QRS波群、P波和T波特征识别处理时，在各个第一导联长帧信号中，将不为干扰类型的第一心拍类型对应的第一R点时间对应的信号点记为一类点，并将具体为干扰类型的第一心拍类型对应的第一R点时间对应的信号点记为二类点；并对各个一类点所在QRS波群的起始、结束位置进行识别生成对应的第一QRS波群起始点和第一QRS波群结束点，并对第一结束点与第一起始点的时间差进行计算生成对应的第一QRS波群时长，并由第一QRS波群起始点、第一QRS波群结束点和第一QRS波群时长组成对应的第一QRS波群特征；并设置各个二类点对应的第一QRS波群特征为预设的无效特征；并由得到的所有第一QRS波群特征按时间先后顺序排序生成对应的第一QRS波群特征序列；并对各个一类点所在QRS波群的前一个P波的峰值点、起始点和结束点进行识别生成对应的第一P波峰值点、第一P波起始点和第一P波结束点组成对应的第一P波特征；并设置各个二类点对应的第一P波特征为预设的无效特征；并由得到的所有第一P波特征按时间先后顺序排序生成对应的第一P波特征序列；并对各个一类点所在QRS波群的后一个T的波峰值点、起始点和结束点进行识别生成对应的第一T波峰值点、第一T波起始点和第一T波结束点组成对应的第一T波特征；并设置各个二类点对应的第一T波特征为预设的无效特征；并由得到的所有第一T波特征按时间先后顺序排序生成对应的第一T波特征序列；

这里，就是基于已知心电信号、R点时间和心拍类型对不是干扰信号的QRS波群起始、结束和宽度、P波起始、结束位置、T波的起始、结束位置进行计算，从而得到第一QRS波群、P波、T波特征序列；

步骤A6，并对各个第一导联长帧信号进行室扑、室颤特征识别处理生成对应的第一导联非常规特征序列；

其中，第一导联非常规特征序列包括多个第一室扑特征和多个第一室颤特征；第一室扑特征包括第一室扑起始点和第一室扑结束点；第一室颤特征包括第一室颤起始点和第一室颤结束点；

这里，室扑即心室扑动的心电图呈现快速而规则的正弦样波形，室颤即心室纤颤的心电图表现为振幅及形态均不规则的基线摆动，二者的共同特点为R波消失；也就是说前述步骤A4中以各个第一R点时间来提取第二心拍信号片段进行心拍特征检测的方式是无法检测出室扑或室颤的特征位置的，所以需要对这两类非常规心拍特征进行另行检测；在实施过程中，基于上述室扑、室颤的形态特征有多种检测方法可对一段心电信号中出现的室扑、室颤的特征位置进行定位，例如基于正弦波检测来确定室扑的起始、结束位置，基于基线摆动幅差或幅差平方阈值来确定室颤的起始、结束位置，在此不做一一赘述；因为室扑、室颤特征识别的方式多样，其精准度与系统的软、硬件资源也有关联，所以本发明实施例系统也不对室扑、室颤特征识别的具体实施方式进行限制，只预先为分析模块14进行室扑、室颤特征识别设定好标准化调用接口，具体实施时根据客户配选的最优识别方式进行室扑、室颤特征识别模块开发，并对开发模块按预先设定的标准化调用接口进行标准化接口封装，并将封装好的室扑、室颤特征识别模块加载到本发明实施例系统内实现分析模块14可调用即可；

步骤A7，并对各个第一导联心拍类型序列根据第一R点时间序列进行低电压类型设置处理；

在本发明实施例的又一个具体实现方式中，分析模块14具体用于在对各个第一导联心拍类型序列根据第一R点时间序列进行低电压类型设置处理时，将当前第一导联心拍类型序列对应的第一导联长帧信号记为当前导联长帧信号；并将当前导联长帧信号中与各个第一R点时间对应的信号点记为对应的第一信号点；并将信号点幅值低于预设的低电压幅值的第一信号点记为对应的第二信号点；并将与各个第二信号点对应的第一R点时间记为对应的第二R点时间；并将当前第一导联心拍类型序列中，与各个第二R点时间对应的第一心拍类型设为对应的低电压类型；

这里，低电压幅值是一个预设的经验值；经过步骤A7处理后的第一心拍类型增加到7类：窦性心拍类型、房颤心拍类型、房性心拍类型、室性心拍类型、交界性心拍类型、干扰类型和低电压类型；

步骤A8，并对各个第一导联心拍类型序列进行房颤心拍类型修正处理；

在本发明实施例的又一个具体实现方式中，分析模块14具体用于在对各个第一导联心拍类型序列进行房颤心拍类型修正处理时，对当前第一导联心拍类型序列中任意三个连续的第一心拍类型进行遍历；遍历时，将当前遍历的三个第一心拍类型按前、中、后顺序分别记为对应的前心拍类型、中心拍类型和后心拍类型；并对中心拍类型是否为房颤心拍类型进行确认；若确认为房颤心拍类型，则对前心拍类型和后心拍类型是否都不为房颤心拍类型进行确认；若确认都不为房颤心拍类型则将中心拍类型改为窦性心拍类型；

这里，本发明实施例预先设定的修正规则为：若某个被识别为房颤心拍类型的单个心拍信号其前后两个心拍信号的心拍类型都不为房颤心拍类型，则当前心拍信号的类型被修正为窦性心拍类型；

步骤A9，并对各个第一导联心拍类型序列根据第一R点时间序列进行房性、室性和交界性心拍细化处理；

在本发明实施例的又一个具体实现方式中，分析模块14具体用于在对各个第一导联心拍类型序列根据第一R点时间序列进行房性、室性和交界性心拍细化处理时，对当前第一导联心拍类型序列中任两个连续的第一心拍类型进行遍历；

遍历时，将当前遍历的两个第一心拍类型按前、后顺序分别记为对应的前心拍类型和后心拍类型；

并在前、后心拍类型都为房性心拍类型时，对前、后心拍类型对应的两个第一R点时间进行绝对差值计算生成对应的第一RR间期，并根据第一RR间期进行心率估算生成对应的第一心率，并在第一心率低于预设的房性逸博心率阈值时将前、后心拍类型改为对应的房性逸博心拍类型，并在第一心率高于预设的房速心率阈值时将前、后心拍类型改为对应的房速心拍类型；

并在前、后心拍类型都为室性心拍类型时，对前、后心拍类型对应的两个第一R点时间进行绝对差值计算生成对应的第二RR间期，并根据第二RR间期进行心率估算生成对应的第二心率，并在第二心率低于预设的室性逸博心率阈值时将前、后心拍类型改为对应的室性逸博心拍类型，并在第二心率高于预设的室速心率阈值时将前、后心拍类型改为对应的室速心拍类型；

并在前、后心拍类型都为交界性心拍类型时，对前、后心拍类型对应的两个第一R点时间进行绝对差值计算生成对应的第三RR间期，并根据第三RR间期进行心率估算生成对应的第三心率，并在第三心率低于预设的交界性逸博心率阈值时将前、后心拍类型改为对应的交界性逸博心拍类型，并在第三心率高于预设的交界性速心率阈值时将前、后心拍类型改为对应的交界性速心拍类型；

这里，本发明实施例规定若连续两个心拍信号都被识别为房性(室性、交界性)心拍类型，则需要对这两个心拍信号的心拍类型进行细化；细化时基于两个心拍对应的第一R点时间算出对应的RR间期，并基于RR间期算出对应的心率，再基于一对房性(室性、交界性)逸博心率阈值和房速(室速、交界性速)心率阈值进行对应的房性(室性、交界性)逸博心拍类型细分或房性(室性、交界性)速心拍类型细分；经过步骤A8处理后的第一心拍类型增加到10类：窦性心拍类型、房颤心拍类型、房性逸博心拍类型、房性速心拍类型、室性逸博心拍类型、室性速心拍类型、交界性逸博心拍类型、交界性速心拍类型、干扰类型和低电压类型；这里使用的到的三对心率阈值都是预先设定的经验值；

步骤A10，并由各个第一导联长帧信号对应的第二导联R点序列、第一QRS波群特征序列、第一P波特征序列、第一T波特征序列、第一导联非常规特征序列和第一导联心拍类型序列组成对应的第一导联特征集；并由所有第一导联特征集组成对应的多导联特征集。

在本发明实施例的又一个具体实现方式中，分析模块14具体用于在根据多导联特征集和预警参数集合进行预警数据分析处理时，

步骤B1，根据多导联特征集和预警参数集合进行预警事件和预警事件等级识别处理生成对应的第一识别报告；

其中，第一识别报告包括多个第一识别记录；第一识别记录包括第一事件名称、第一事件等级和第一事件起始时间；

这里，因为我们在实际应用中发现不同医疗机构在处理心电信号预警时对预警事件和对应事件等级的定义都有不同，所以本发明实施例系统也不对预警事件和预警事件等级识别的具体实施方式进行限制，只预先为分析模块14进行预警事件和预警事件等级识别设定好标准化调用接口，具体实施时根据客户配选的识别方式进行预警事件和预警事件等级识别模块开发，并对预警事件和预警事件等级识别模块按预先设定的标准化调用接口进行标准化接口封装，并将封装好的预警事件和预警事件等级识别模块加载到本发明实施例系统内实现分析模块14可调用即可；常见的预警事件名称诸如房颤事件、室扑事件、室颤事件，室性心动过速事件、室性心动过缓事件，极度心动过速事件、极度心动过缓事件等等，不同医疗结构还可以进行事件自定义和等级自定义，在此不做一一枚举；

步骤B2，并按指定数量对第一记录序列的时间区间进行等分得到指定数量的第一时段；并为每个第一时段分配一个对应的第一时段预警数据组；并根据各个第一时段的起始、结束时间对第一时段预警数据组的第一时段起止时间进行设置，并将各个第一时段预警数据组的第一时段预警事件和第一时段事件等级都初始化为空；

这里，每个第一识别报告对应一个第一缓存模块12向分析模块14推送的第一记录序列；第一记录序列由指定数量(默认为12)的第一心电数据缓存记录组成，每个第一心电数据缓存记录对应一个时长为指定片段长度(默认为6秒)的时间段；本发明实施例系统对第一记录序列的时间区间进行等分得到的每个第一时段自然就与每个第一心电数据缓存记录的时间段对应；

步骤B3，并对各个第一时段进行遍历；遍历时，将当前遍历的第一时段记为当前时段；并从第一事件起始时间满足当前时段的所有第一识别记录中，选出第一事件等级最高的第一识别记录作为当前识别记录；并根据当前识别记录的第一事件名称和第一事件等级，对当前时段对应的第一时段预警数据组的第一时段预警事件和第一时段事件等级进行设置；

这里，对各个第一时段遍历是为了对当前时段内匹配的一个或多个第一识别记录进行最高等级筛选；遍历时，若没有第一事件起始时间满足当前时段的第一识别记录说明当前时段内没有匹配的第一识别记录，此时默认当前时段对应的第一时段预警数据组的第一时段预警事件和第一时段事件等级都为空；遍历时，若有第一事件起始时间满足当前时段的第一识别记录说明当前时段内有匹配的第一识别记录，此时从匹配的一个或多个第一识别记录中挑选等级最高的作为当前识别记录，并基于当前识别记录的第一事件名称对当前时段对应的第一时段预警数据组的第一时段预警事件进行设置，基于当前识别记录的第一事件等级对当前时段对应的第一时段预警数据组的第一时段事件等级进行设置；

步骤B4，并在遍历结束时，由得到的指定数量的第一时段预警数据组按对应时段的先后顺序排序生成对应的第一预警数据序列；并由第一长帧编号和第一预警数据序列组成对应的当次预警数据缓存记录。

这里，遍历结束后，各个时段对应的预警事件和事件等级就都设置完成了，按时段先后排序就可得到指定数量(默认为12)的时段预警数据序列即第一预警数据序列；因为每个第一记录序列对应一个第一长帧编号和一个第一预警数据序列，因此用于放映第一记录序列分析结果的当次预警数据缓存记录就由第一长帧编号+第一预警数据序列组成。

需要说明的是，应理解本发明实施例提供的心电信号分析处理系统为一个电子设备、服务器、服务器系统、云平台或微服务平台。

当本发明实施例提供的心电信号分析处理系统为一个电子设备或服务器时，应理解心电信号分析处理系统的各个模块为电子设备或服务器的功能模块，这些功能模块可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以在物理上分开。且这些功能模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分通过处理元件调用软件的形式实现，部分通过硬件的形式实现。例如，分析模块可以为单独设立的处理元件，也可以集成在上述电子设备或服务器的某一个芯片中实现，此外，还可以程序代码的形式存储于上述电子设备或服务器的存储器中并由上述电子设备或服务器的某一个处理元件调用并执行。其它功能模块的实现与之类似。此外这些功能模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所描述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。

当本发明实施例提供的心电信号分析处理系统为一个服务器系统时，应理解心电信号分析处理系统的各个模块为服务器系统的功能服务端，这些功能服务端可以为一个终端设备、数据库或服务器，也可以为一个终端设备集群、数据库集群或服务器集群。当本发明实施例提供的心电信号分析处理系统为一个云平台或微服务平台时，应理解心电信号分析处理系统的各个模块为云平台的云服务接口或微服务平台的微服务接口。

本发明实施例提供了一种心电信号分析处理系统，该系统可与任何心电采集组件或设备连接，该系统包括：转发模块、第一缓存模块、第二缓存模块和分析模块。将上述心电采集组件或设备统称为采集设备，则转发模块负责接收采集设备发送的上传数据包并将之转发到第一缓存模块的缓存队列进行存储；第一缓存模块负责定期将近的指定数量的缓存记录组成第一记录序列向分析模块推送；分析模块为提高分析准确度基于第一记录序列进行长帧信号拼接，并基于多导联长帧信号进行心电信号特征分析和心拍形态特征分析，并基于分析得到的多导联特征集进行预警事件和预警等级识别生成对应的预警数据缓存记录，并将预警数据缓存记录发送到第二缓存模块的缓存队列进行存储；第二缓存模块每接收到一个新的预警数据缓存记录就对其进行队列存储，并同时从队列中抽取上次的预警数据缓存记录与本次的预警数据缓存记录一起向转发模块即时推送；转发模块在收到上次和本次两个预警数据缓存记录之后，将本次记录里与上次记录在重叠时段的重叠预警信息滤除，并将去重之后的预警数据缓存记录作为下行数据包向采集设备发送。通过本发明系统与市面上现有的心电采集组件或设备相结合，就解决了床旁监护仪无法普及化部署的问题，也解决了现有心电采集组件或设备不具备复杂心电信号分析能力的问题。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的系统、模块、单元及算法的步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的系统、模块、单元或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种心电信号分析处理系统，其特征在于，所述系统包括：转发模块、第一缓存模块、第二缓存模块和分析模块；所述系统与采集设备连接；

所述转发模块分别与所述采集设备、所述第一缓存模块、所述第二缓存模块和所述分析模块连接；所述转发模块用于接收所述采集设备发送的第一上行数据包；并从所述第一上行数据包中提取出第一数据类型和第一数据体；并在所述第一数据类型为第一类型时将所述第一数据体向所述分析模块发送；并在所述第一数据类型为第二类型时将所述第一数据体向所述第一缓存模块发送；所述转发模块还用于接收所述第二缓存模块推送的当次预警数据缓存记录和前次预警数据缓存记录；并根据所述前次预警数据缓存记录对所述当次预警数据缓存记录进行预警数据去重处理生成对应的第一下行数据包；并将所述第一下行数据包向所述采集设备发送；

所述第一缓存模块与所述分析模块连接；所述第一缓存模块用于存储心电数据缓存队列；所述第一缓存模块还用于接收所述转发模块发送的所述第一数据体；并将所述第一数据体存入所述心电数据缓存队列作为最新的第一心电数据缓存记录；并从所述心电数据缓存队列中获取最近的指定数量的所述第一心电数据缓存记录组成对应的第一记录序列向所述分析模块推送；

所述第二缓存模块与所述分析模块连接；所述第二缓存模块用于存储预警数据缓存队列；所述第二缓存模块还用于接收所述分析模块发送的所述当次预警数据缓存记录；并将所述当次预警数据缓存记录存入所述预警数据缓存队列作为最新的所述第一预警数据缓存记录；并从所述预警数据缓存队列中提取出所述当次预警数据缓存记录的上一条记录作为对应的所述前次预警数据缓存记录；并将所述当次预警数据缓存记录和所述前次预警数据缓存记录向所述转发模块推送；

所述分析模块用于接收所述转发模块发送的所述第一数据体；并从所述第一数据体中提取出预警参数集合存于本地；所述分析模块还用于接收所述第一缓存模块推送的所述第一记录序列；并根据所述第一记录序列进行多导联长信号拼接处理生成对应的多导联长帧信号记录；并根据所述多导联长帧信号记录进行心电信号分析处理生成对应的多导联特征集；并根据所述多导联特征集和所述预警参数集合进行预警数据分析处理生成对应的所述当次预警数据缓存记录；并将所述当次预警数据缓存记录向所述第二缓存模块发送。

2.根据权利要求1所述的心电信号分析处理系统，其特征在于，

所述转发模块通过有线或无线方式与所述采集设备连接；

所述有线方式至少包括基于网线的第一有线方式、基于同轴数据线的第二有线方式、基于串口通信数据线的第三有线方式和基于并口通信数据线的第四有线方式；

无线方式包括基于3G/4G/5G/LTE移动通信网络的第一无线方式、基于蓝牙通信的第二无线方式、基于无线局域网的第三无线方式和基于近场通讯NFC协议的第四无线方式。

3.根据权利要求1所述的心电信号分析处理系统，其特征在于，

所述心电数据缓存队列包括多个所述第一心电数据缓存记录；所述第一心电数据缓存记录包括第一短帧编号和多个第一短帧数据组；所述第一短帧数据组包括第一导联标识和第一导联短帧信号；

所述预警数据缓存队列包括多个所述第一预警数据缓存记录；所述第一预警数据缓存记录包括第一长帧编号和第一预警数据序列；所述第一预警事件序列包括多个第一时段预警数据组；所述第一时段预警数据组包括第一时段起止时间、第一时段预警事件和第一时段事件等级。

4.根据权利要求3所述的心电信号分析处理系统，其特征在于，

所述转发模块具体用于在所述根据所述前次预警数据缓存记录对所述当次预警数据缓存记录进行预警数据去重处理时，分别将所述前次、当次预警数据缓存记录的所述第一预警数据序列记为对应的前次序列和当次序列；并将所述前次、当次序列中所述第一时段起止时间相同的两个所述第一时段预警数据组记为对应的第一匹配对；并对各个所述第一匹配对进行遍历；遍历时，若当前遍历的所述第一匹配对的两个所述第一时段预警事件相同且两个所述第一时段事件等级相同，则将当前遍历的所述第一匹配对中属于所述当次序列的所述第一时段预警数据组记为重复预警数据组；遍历结束时，将所述当次预警数据缓存记录中的所有所述重复预警数据组删除，并将完成删除的所述当次预警数据缓存记录作为对应的所述第一下行数据包。

5.根据权利要求3所述的心电信号分析处理系统，其特征在于，

所述分析模块具体用于在所述根据所述第一记录序列进行多导联长信号拼接处理时，对所述第一记录序列中所述第一导联标识相同的多个所述第一导联短帧信号按对应的所述第一短帧编号从小到大的顺序进行顺序信号拼接处理从而得到对应的第一导联长帧信号；并由各个所述第一导联标识和对应的所述第一导联长帧信号组成对应的第一长帧数据组；并将所述第一记录序列中数值最大的所述第一短帧编号作为对应的所述第一长帧编号；并由所述第一长帧编号和多个所述第一长帧数据组构成对应的所述多导联长帧信号记录。

6.根据权利要求5所述的心电信号分析处理系统，其特征在于，

所述分析模块具体用于在所述根据所述多导联长帧信号记录进行心电信号分析处理时，

对所述多导联长帧信号记录中各个所述第一导联长帧信号进行方波信号段和脱落信号段识别并基于当前所述第一导联长帧信号的信号时长对识别出的方波信号段和脱落信号段分别进行信号拼接处理生成对应的第一导联方波信号和第一导联脱落信号；

并对各个所述第一导联长帧信号进行QRS波群检测生成对应的第一导联QRS波群序列，并将所述第一导联QRS波群序列中各个QRS波群的峰值点作为对应的第一导联R点，并按时间先后顺序对得到的所有所述第一导联R点进行排序生成对应的第一导联R点序列；

并根据各个所述第一导联长帧信号对应的所述第一导联方波信号和所述第一导联脱落信号对对应的所述第一导联R点序列进行噪点过滤生成对应的第二导联R点序列；并对所有导联的所述第二导联R点序列进行R点融合处理生成对应的第一R点时间序列；其中，所述第一R点时间序列包括多个第一R点时间；

并在各个所述第一导联长帧信号中，以各个所述第一R点时间为中心，向前、向后各截取一段时长为预设的第一时长的心电信号片段组成对应的第一心拍信号片段，并向前、向后各截取一段时长为预设的第二时长的心电信号片段组成对应的第二心拍信号片段；并对各个所述第一心拍信号片段进行心拍质量评估处理生成对应的第一质量等级；并对各个所述第二心拍信号片段进行常规心拍形态分类处理生成对应的第一心拍类型；并根据各个所述第一质量等级对对应的所述第一心拍类型进行修正，当所述第一质量等级为弱干扰心拍等级或强干扰心拍等级时将对应的所述第一心拍类型改为干扰类型；并将修正之后的所有所述第一心拍类型按时间先后顺序排序生成对应的第一导联心拍类型序列；其中，所述第一时长小于所述第二时长；所述第一质量等级包括正常心拍等级、弱干扰心拍等级和强干扰心拍等级；所述第一心拍类型包括窦性心拍类型、房颤心拍类型、房性心拍类型、室性心拍类型和交界性心拍类型；所述第一心拍类型与所述第一R点时间对应；

并对各个所述第一导联长帧信号根据所述第一R点时间序列和所述第一导联心拍类型序列进行QRS波群、P波和T波特征识别处理生成对应的第一QRS波群特征序列、第一P波特征序列和第一T波特征序列；其中，所述第一QRS波群特征序列包括多个第一QRS波群特征；所述第一P波特征序列包括多个第一P波特征；第一T波特征序列包括多个第一T波特征；各个所述第一QRS波群特征、所述第一P波特征和所述第一T波特征均与所述第一R点时间对应；

并对各个所述第一导联长帧信号进行室扑、室颤特征识别处理生成对应的第一导联非常规特征序列；其中，所述第一导联非常规特征序列包括多个第一室扑特征和多个第一室颤特征；所述第一室扑特征包括第一室扑起始点和第一室扑结束点；所述第一室颤特征包括第一室颤起始点和第一室颤结束点；

并对各个所述第一导联心拍类型序列根据所述第一R点时间序列进行低电压类型设置处理；并对各个所述第一导联心拍类型序列进行房颤心拍类型修正处理；并对各个所述第一导联心拍类型序列根据所述第一R点时间序列进行房性、室性和交界性心拍细化处理；

并由各个所述第一导联长帧信号对应的所述第二导联R点序列、所述第一QRS波群特征序列、所述第一P波特征序列、所述第一T波特征序列、所述第一导联非常规特征序列和所述第一导联心拍类型序列组成对应的第一导联特征集；并由所有所述第一导联特征集组成对应的所述多导联特征集。

7.根据权利要求6所述的心电信号分析处理系统，其特征在于，

所述分析模块具体用于在所述对所有导联的所述第二导联R点序列进行R点融合处理时，将所有导联的所述第二导联R点序列的所述第二导联R点合并在一起组成对应的R点集合；并将所述R点集合中时间间隔小于预设的最小时间阈值的多个R点聚类到同一个R点分组中；并对各个所述R点分组的R点时间进行均值计算并将计算结果作为对应的所述第一R点时间；并由得到的所有所述第一R点时间按时间先后顺序排序生成对应的所述第一R点时间序列。

8.根据权利要求6所述的心电信号分析处理系统，其特征在于，

所述分析模块具体用于在所述对各个所述第一导联长帧信号根据所述第一R点时间序列和所述第一导联心拍类型序列进行QRS波群、P波和T波特征识别处理时，

在各个所述第一导联长帧信号中，将不为干扰类型的所述第一心拍类型对应的所述第一R点时间对应的信号点记为一类点，并将具体为干扰类型的所述第一心拍类型对应的所述第一R点时间对应的信号点记为二类点；

并对各个所述一类点所在QRS波群的起始、结束位置进行识别生成对应的第一QRS波群起始点和第一QRS波群结束点，并对所述第一结束点与所述第一起始点的时间差进行计算生成对应的所述第一QRS波群时长，并由所述第一QRS波群起始点、所述第一QRS波群结束点和所述第一QRS波群时长组成对应的所述第一QRS波群特征；并设置各个所述二类点对应的所述第一QRS波群特征为预设的无效特征；并由得到的所有所述第一QRS波群特征按时间先后顺序排序生成对应的所述第一QRS波群特征序列；

并对各个所述一类点所在QRS波群的前一个P波的峰值点、起始点和结束点进行识别生成对应的第一P波峰值点、第一P波起始点和第一P波结束点组成对应的所述第一P波特征；并设置各个所述二类点对应的所述第一P波特征为预设的无效特征；并由得到的所有所述第一P波特征按时间先后顺序排序生成对应的所述第一P波特征序列；

并对各个所述一类点所在QRS波群的后一个T的波峰值点、起始点和结束点进行识别生成对应的第一T波峰值点、第一T波起始点和第一T波结束点组成对应的所述第一T波特征；并设置各个所述二类点对应的所述第一T波特征为预设的无效特征；并由得到的所有所述第一T波特征按时间先后顺序排序生成对应的所述第一T波特征序列。

9.根据权利要求6所述的心电信号分析处理系统，其特征在于，

所述分析模块具体用于在所述对各个所述第一导联心拍类型序列根据所述第一R点时间序列进行低电压类型设置处理时，将当前所述第一导联心拍类型序列对应的所述第一导联长帧信号记为当前导联长帧信号；并将所述当前导联长帧信号中与各个所述第一R点时间对应的信号点记为对应的第一信号点；并将信号点幅值低于预设的低电压幅值的所述第一信号点记为对应的第二信号点；并将与各个所述第二信号点对应的所述第一R点时间记为对应的第二R点时间；并将当前所述第一导联心拍类型序列中，与各个所述第二R点时间对应的所述第一心拍类型设为对应的低电压类型。

10.根据权利要求6所述的心电信号分析处理系统，其特征在于，

所述分析模块具体用于在所述对各个所述第一导联心拍类型序列进行房颤心拍类型修正处理时，对当前所述第一导联心拍类型序列中任意三个连续的所述第一心拍类型进行遍历；遍历时，将当前遍历的三个所述第一心拍类型按前、中、后顺序分别记为对应的前心拍类型、中心拍类型和后心拍类型；并对所述中心拍类型是否为房颤心拍类型进行确认；若确认为房颤心拍类型，则对所述前心拍类型和所述后心拍类型是否都不为房颤心拍类型进行确认；若确认都不为房颤心拍类型则将所述中心拍类型改为窦性心拍类型。

11.根据权利要求6所述的心电信号分析处理系统，其特征在于，

所述分析模块具体用于在所述对各个所述第一导联心拍类型序列根据所述第一R点时间序列进行房性、室性和交界性心拍细化处理时，对当前所述第一导联心拍类型序列中任两个连续的所述第一心拍类型进行遍历；遍历时，将当前遍历的两个所述第一心拍类型按前、后顺序分别记为对应的前心拍类型和后心拍类型；并在所述前、后心拍类型都为房性心拍类型时，对所述前、后心拍类型对应的两个所述第一R点时间进行绝对差值计算生成对应的第一RR间期，并根据所述第一RR间期进行心率估算生成对应的第一心率，并在所述第一心率低于预设的房性逸博心率阈值时将所述前、后心拍类型改为对应的房性逸博心拍类型，并在所述第一心率高于预设的房速心率阈值时将所述前、后心拍类型改为对应的房速心拍类型；并在所述前、后心拍类型都为室性心拍类型时，对所述前、后心拍类型对应的两个所述第一R点时间进行绝对差值计算生成对应的第二RR间期，并根据所述第二RR间期进行心率估算生成对应的第二心率，并在所述第二心率低于预设的室性逸博心率阈值时将所述前、后心拍类型改为对应的室性逸博心拍类型，并在所述第二心率高于预设的室速心率阈值时将所述前、后心拍类型改为对应的室速心拍类型；并在所述前、后心拍类型都为交界性心拍类型时，对所述前、后心拍类型对应的两个所述第一R点时间进行绝对差值计算生成对应的第三RR间期，并根据所述第三RR间期进行心率估算生成对应的第三心率，并在所述第三心率低于预设的交界性逸博心率阈值时将所述前、后心拍类型改为对应的交界性逸博心拍类型，并在所述第三心率高于预设的交界性速心率阈值时将所述前、后心拍类型改为对应的交界性速心拍类型。

12.根据权利要求5所述的心电信号分析处理系统，其特征在于，

所述分析模块具体用于在所述根据所述多导联特征集和所述预警参数集合进行预警数据分析处理时，

根据所述多导联特征集和所述预警参数集合进行预警事件和预警事件等级识别处理生成对应的第一识别报告；其中，所述第一识别报告包括多个第一识别记录；所述第一识别记录包括第一事件名称、第一事件等级和第一事件起始时间；

并按所述指定数量对所述第一记录序列的时间区间进行等分得到所述指定数量的第一时段；并为每个所述第一时段分配一个对应的所述第一时段预警数据组；并根据各个所述第一时段的起始、结束时间对所述第一时段预警数据组的所述第一时段起止时间进行设置，并将各个所述第一时段预警数据组的所述第一时段预警事件和所述第一时段事件等级都初始化为空；

并对各个所述第一时段进行遍历；遍历时，将当前遍历的所述第一时段记为当前时段；并从所述第一事件起始时间满足所述当前时段的所有所述第一识别记录中，选出所述第一事件等级最高的所述第一识别记录作为当前识别记录；并根据所述当前识别记录的所述第一事件名称和第一事件等级，对所述当前时段对应的所述第一时段预警数据组的所述第一时段预警事件和所述第一时段事件等级进行设置；

并在遍历结束时，由得到的所述指定数量的所述第一时段预警数据组按对应时段的先后顺序排序生成对应的所述第一预警数据序列；并由所述第一长帧编号和所述第一预警数据序列组成对应的所述当次预警数据缓存记录。

Images